?

Log in

Global change
Околоклиматическое графоманство
5. Прозрачна ли атмосфера? 1859, Джон Тиндалл 
29th-Feb-2012 09:54 pm
basic

Атмосфера Земли прозрачна для коротковолновой радиации Солнца.  Атмосфера существенно менее прозрачна для длинноволновой тепловой радиации, испускаемой поверхностью Земли. Французский математик и физик Жозеф Фурье описал эффект поглощения длинноволновой радиации (которую он называл "темными лучами") атмосферой, используя данные "гелиотермометра", и использовал этот эффект в своей теории теплового баланса поверхности Земли. Английский физик Джон Тиндалл  (John Tyndall) впервые лабораторно измерил поглощение тепловой радиации парниковыми газами и количественно оценил зависимость эффекта от концентрации газов.



Успешную карьеру Джон Тиндалл сделал во многом благодаря своему дарованию популяризатора науки. Ранний период - работа геодезистом в Ирландии, преподавателем математики в маленьком частном колледже в Хемпшире, стажировки в университетах Германии с защитой математический диссертации о поверхности шурупов, возвращение в Хемпшир на прежнюю позицию преподавателя математики и геодезии, многочисленные прошения о месте в университеты разных стран. Затем - удачная лекция в Королевском Институте и последовавшее предложение позиции профессора. 

К этому моменту  Тиндалл уже приобрел некоторую известность; были и другие предложения работы. В собрании писем Фарадея опубликовано письмо 1858-го года, в котором Тиндалл упрекает Фарадея за неисполнение обещания о повышении годового жалования с первоначальных 200 фунтов стерлингов до 400 и более - а ведь он,Тиндалл, выбирал из пяти предложений места со стартовым жалованием до 600 фунтов, и все равно выбрал Королевский институт, и еще он работает так много, что страдает от умственного истощения! На что Фарадей дает ответ, достойный современного эффективного менеджера: милый Тиндалл, вы меня неправильно поняли, я же ничего вам не обещал, просто приводил пример других профессоров и сказал, что не вижу, почему бы вы не получили аналогичного повышения жалования.


Дарвин, Томас Хаксли и Тиндал (с флажком "наука"). Карикатура нарисована во время поездки Тиндалла с лекциями по Америке.

Миссия Королевского института состояла в распространении научных знаний, и Тиндалл оказался исключительно талантливым лектором-популяризатором. Контракт предусматривал 19 лекций в год, оставляя много времени для научной работы и путешествий. Одно из первых путешествий Тиндалл совершил по приглашению Томаса Хаксли, в будущем прославившегося как "бульдог Дарвина". Хаксли исследовал ледники Альп, и Тиндалл заинтересовался работами другого известного исследователя Альп, де Сауссера. Столетие назад де Сауссер измерял интенсивность приходящей солнечной радиации гелиотермометром, и работы Фурье по сравнению показаний гелиотермометра на равнине и в горах (см. часть 3) были основаны на этих измерениях. Но какой газ из составляющих земную атмосферу влияет на поглощение "темных лучей"? И Тиндалл решает провести лабораторные исследования поглощения длинноволновой радиации различными газами.  



В приборе Тиндалла термопара Р, соединенная с гальванометром N,  используется для измерения разницы длинноволновой радиации, излучаемой двумя медными кубами С, заполненными кипящей водой. Один из кубов отделен от термопары бронзовой трубкой S, с двух сторон закрытой пластинами каменной соли (в отличие от стекла пропускающей тепловую радиацию). Экран Н, частично прикрывающий второй куб, уравнивает приходящую на термопару радиацию, так что в начале эксперимента стрелка гальванометра находится в нейтральном положении.

Заполняя трубку различными газами, Тиндалл измерял поглощение этими газами тепловой радиации. В первых опытах освобожденный от водяных паров воздух, кислород, азот и водород  отклоняли стрелку осциллографа гальванометра на один градус. Смесь кислорода и озона отклонила стрелку на 4 градуса. Затем этанол (Olefiant gas) на 73 градуса, что эквивалентно поглощению 81% радиации. Тиндалл измерил поглощение тепловой радиации многими газами, известными сегодня как "парниковые". Затем, в новой серии опытов, он  изменял давление парниковых газов в трубке прибора. Доля поглощенной тепловой радиации универсально увеличивалась с ростом давления. В обсуждении результатов эксперимента Тиндалл замечает, что все изменения климата можно объяснить вариацией концентрации углекислого газа в атмосфере. Через сорок лет Сванте Аррениус задастся вопросом: как результаты эксперимента Тиндалла можно применить для количественной оценки влияния изменения количества парниковых газов на поглощение тепловой радиации в атмосфере - и на температуру всей планеты.

Утром  4 декабря 1894 года нежно любимая жена перепутала пузырьки со снотворным и магнезией, принимаемой Тиндаллом от несварения желудка.

Лекция Тиндалла "Об абсорбции и радиации тепла различными газами и парами", 1861 г.

This entry was originally posted at http://profpr.dreamwidth.org/302409.html. Please comment there using OpenID.
Comments 
1st-Mar-2012 05:35 am (UTC)
письмо Фарадея до боли напомнило мне кое-какие "я вам ничего не обещал"
150 лет прошло, а проблемы все те же (включая СО2) %))))
1st-Mar-2012 01:25 pm (UTC)
Меня там поразила нагрузка профессора - 19 лекций в год. И все?!
2nd-Mar-2012 03:28 am (UTC)
ну студентов тоже тогда было сильно меньше

я вообще не знаю как к таким фактам относится. То меня поражает как мало что-то делали, то как много. Научной работы было гораздо больше как я понимаю - без гугла не узнаешь что и как сделали до тебя :) Надо было сидеть изучать книги и (чаще насколько я понимаю) делать все самим и изобретать колесо
2nd-Mar-2012 07:18 pm (UTC)
Да, люди не дураки были во все времена. Но что меня поражает - так это интерес "верхнего класса" к науке. Как я понял, Тиндал читал именно публичные лекции, популяризировал науку. И еще я в полном восторге от аппаратуры того времени. Солидно сделано.
6th-Mar-2012 11:33 pm (UTC)
к вопросу о популяризации науки
Перечитывала я тут на днях "анну каренину" и что вы думаете читал на досуге Левин?


... Это была книга Тиндаля о теплоте. Он вспоминал свои осуждения Тиндалю за его самодовольство в ловкости производства опытов и за то, что ему недостает философского взгляда. И вдруг всплывала радостная мысль: "Через два года будут у меня в стаде две голландки, сама Пава еще может быть жива, двенадцать молодых Беркутовых дочерей, да подсыпать на казовый конец этих трех - чудо!" Он опять взялся за книгу.
часть 1, глава XXVII
7th-Mar-2012 12:07 am (UTC)
Кайф! Это я сейчас запощу, с вашего разрешения.
7th-Mar-2012 12:59 am (UTC)
да конечно %) для этого и поделилась!
1st-Mar-2012 05:36 am (UTC)
тусю тут с вашим коллегой Джеффом кстати говоря
1st-Mar-2012 01:22 pm (UTC)
Подумал о десятке знакомых джефов :-) И о том, где у вас сегодня тут, тоже :-))
1st-Mar-2012 05:59 am (UTC)
ух ты, весь цикл очень интересен, ещё!
1st-Mar-2012 01:24 pm (UTC)
Спасибо. Будет и еще.
1st-Mar-2012 07:31 am (UTC)
У меня есть здесь коллега, который собственными глазами видел, как один русский перепутал пузырек с водкой и плавиковой кислотой. Ну и выпил ее.
После этого он 20 лет отказывался пользоваться ею под любым предлогом, хотя она неотъемлемая часть нашей хим обработки.
1st-Mar-2012 01:24 pm (UTC)
Жуткий опыт.
1st-Mar-2012 03:05 pm (UTC)
Опубликовано на климати http://www.climaty.ru/node/62
Как обычно, если что не так, говорите, оперативно исправлю :)
1st-Mar-2012 04:59 pm (UTC)
Спасибо за уведомление :-)
1st-Mar-2012 05:03 pm (UTC)
Думаю, что пора заканчивать засорять вам комменты уведомлениями :) Просто знайте, что в течении нескольких дней ваши посты появляются также и на климати, и я готов вносить в них любые изменения по вашему требованию.

Но могу и постить каждый раз в комменты, мне не сложно )
1st-Mar-2012 11:54 pm (UTC)
Да ну, зачем...
6th-Mar-2012 11:34 pm (UTC)
тебе тоже может будет интересно :)
http://profpr.livejournal.com/310549.html?thread=2369301#t2369301
7th-Mar-2012 09:22 am (UTC)
Крутяк )
This page was loaded Jul 25th 2017, 10:49 pm GMT.